هل يمكن للهواء ان "ينتج النيتروجين"؟ توضح هذه المقالة مبدأ عمل مولدات النيتروجين PSA
(تشنغدو ييزي) تكنولوجيا
(تشنغدو ييزي) تكنولوجيا
مزود خدمات عالمي لفصل الغازات الصناعية وتنقيتها وحلول حماية البيئة
اتبعها
النيتروجين لديه مجموعة واسعة من التطبيقات في المجال الصناعي - المعالجة الحرارية للمعادن تحتاج إلى منع الأكسدة ، وتغليف الأغذية يحتاج إلى الحفاظ على الطازجة ،والإنتاج الكيميائي يتطلب إغلاق الغازات الخاملة.
على الرغم من أن حوالي 78٪ من الهواء هو النيتروجين ، فإنه ليس من السهل فصل النيتروجين عالي النقاء من الهواء بكفاءة وفعالية من حيث التكلفة.أصبح مولد النيتروجين PSA (جهاز إنتاج النيتروجين بضغط التذبذب) الحل الرئيسي لإنتاج النيتروجين في الموقع بسبب بنيته البسيطة، انخفاض استهلاك الطاقة، والبدء السريع.
1جرس الكربون الجزيئي: مادة ميكروبورية قادرة على "التعرف" على جزيئات النيتروجين والأكسجين
الخيوط الجزيئية للكربون هي نوع من المسامير الميكروبورية المصنوعة من الفحم. توزيع حجم المسامير لديهم دقيق للغاية،يقع بدقة ضمن النطاق الحرج حيث يمكن لجزيئات الأكسجين وجزيئات النيتروجين أن تنتشر.
إنتاج النيتروجين PSA يستخدم بدقة هذا المبدأ "الإنفصال الديناميكي":
● جزيئات الأكسجين لديها حجم أصغر ومعدل انتشار أسرع، ويمكن استيعابها بشكل تفضيلي بواسطة مجرفة الكربون الجزيئية.
تتشتت جزيئات النيتروجين ببطء وتواجه صعوبة في دخول المسام الصغيرة ، وبالتالي تتراكم في المرحلة الغازية.
هذا يعني أنه عندما يمر الهواء من خلال برج الامتصاص ، يتم امتصاص جزيئات الأكسجين بينما تترك جزيئات النيتروجين وراءها.هذه العملية الفيزيائية البسيطة على ما يبدو هي في الواقع نتيجة للتحكم الدقيق مع مرور الوقت، الضغط ومعدل التدفق.
II. استيعاب التأرجح تحت الضغط: دورات متناوبة من الاستيعاب تحت الضغط والتكوين تحت الضغط
يتكون نظام PSA عادة من برجين للاستيعاب ، والتي تتناوب بين الاستيعاب والتجديد لتحقيق إنتاج النيتروجين المستمر.
● الامتصاص تحت الضغط
الهواء المضغوط يدخل إلى برج الامتصاص. يتم امتصاص جزيئات الأكسجين بشكل تفضيلي من قبل المصفاة الجزيئية للكربون. إنتاج الغاز من أعلى البرج هو النيتروجين عالي النقاء.
● تخفيض الضغط التجديد
عندما يصل المصفاة الجزيئية للكربون إلى نقطة تشبع الامتصاص ، ينخفض الضغط داخل البرج ، ويتم استنزاف جزيئات الأكسجين وتفريغها.ثم يستعيد المسمم نشاطه.
إذا كان البرجين يعملان بالتناوب ، يمكن تحقيق إمدادات النيتروجين المستمرة. العملية بأكملها تلقائية بالكامل ولا تتطلب تشغيل يدوي. بمجرد تشغيلها ، يتم تشغيل البرج.النيتروجين النقي بنزاهة تصل إلى 95٪ إلى 99٪.9995% يمكن ان تنتج
تصميم النظام: تعزيز كفاءة واستقرار الفصل
من أجل الاستفادة الكاملة من أداء جرس الكربون الجزيئي، خضع مولد النيتروجين لتحسينات متعددة من حيث الهيكل والتحكم:
● التصميم المتساوي لتوزيع تدفق الهواء يضمن أن الهواء يلامس بالكامل المسمم داخل البرج، وبالتالي تحسين معدل الاستخدام.
● نظام التحكم التلقائي PLC ، يدير بدقة وقت الامتصاص والتجديد ، ويرصد معدل التدفق والضغط والنقاء في الوقت الحقيقي ؛
يضمن الهيكل المكون من وحدات متكاملة أن تكون المعدات مضغوطة وتحتل مساحة صغيرة. يمكن أن تنتج غاز النيتروجين المؤهل في غضون 20 دقيقة.
● استهلاك طاقة منخفض. يعتمد النظام بأكمله فقط على طاقة ضاغط الهواء، وتكلفة التشغيل أقل بكثير من إمدادات النيتروجين السائل.
IV. مجالات التطبيق: تغطي جميع السيناريوهات التي تتطلب "الحماية الخاملة"
يتم استخدام جهاز تنقية الهواء PSA على نطاق واسع في العديد من عمليات الإنتاج الصناعي:
● المعالجة الحرارية للمعادن: منع الأكسدة وإزالة الكربون
● المواد الكيميائية والمستحضرات الدوائية: حماية التفاعل، تطهير النيتروجين من خزانات التخزين والأنابيب.
● المواد الغذائية والمشروبات: الحفاظ على الاكسجين، وتعبئة النيتروجين.
● صناعة الالكترونيات: الحماية الخاملة في إنتاج أشباه الموصلات والمكونات الالكترونية.
يمكن تعديل نقاء ومعدل تدفق وضغط غاز النيتروجين الصادر من قبل المعدات بمرونة وفقًا لظروف العمل ، ولديها قدرة قوية للغاية على التكيف.
V. طريقة فعالة لاختيار النيتروجين النقي على أساس تغيرات الضغط
تستخدم تكنولوجيا تنقية النيتروجين PSA الهواء كمادة خام وتغيرات الضغط كوسيلة. من خلال "الامتصاص الانتقائي" للمشابك الجزيئية للكربون على المستوى المجهري،يحقق فصل فعال للنيتروجين والأكسجين.
لا تتطلب معدات صقرية معقدة أو إمدادات النيتروجين السائل الخارجية ، ويمكن الحصول على غاز النيتروجين عالي النقاء بشكل مستقر.
باختصار:
دخول الهواء → تغير الضغط → فصل النيتروجين والأكسجين → إمدادات النيتروجين المستمرة.
هذا المبدأ البسيط ولكنه فعال يجعل مولد النيتروجين PSA أحد حلول إنتاج النيتروجين الصناعي ذات التكلفة الفعالة نسبيا المتاحة اليوم.
